張立軍（深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司，深圳 518054）

1 前言

我國自改革開放以來，高層建筑的數(shù)量如雨后春筍般日益增多，深圳特區(qū)作為我國改革開放的窗口，隨著社會經(jīng)濟發(fā)展，建設規(guī)模的擴大，同時受土地資源緊張的限制，目前在建的項目大多以高層和超高層建筑為主。顧名思義，超高層建筑的最顯著特點就是建筑高度高通常超過100m，同一般高層建筑相比，單體面積常常高達十幾甚至二十幾萬m2，而且大多為功能多樣的綜合性大樓（包括商業(yè)、辦公及酒店等）。如在建的迪拜塔，將超過800m；臺北101大樓，高度為508m；廣州西塔，高度為432m；上海環(huán)球金融中心，高度為492m。

2 項目概況

京基金融中心位于深圳市羅湖區(qū)蔡屋圍，占地面積42 353.96m2，總建筑面積約60萬m2，是集甲級寫字樓、白金五星級豪華酒店、大型商業(yè)、高級公寓和住宅為一體的大型綜合建筑群。規(guī)劃設計為A、B、C、D、E座塔樓，由4層裙房連為一體，地下共4層。其中A座京基金融中心大廈共100層，高441.8m，形似噴泉和瀑布，建成后將成為深圳市新的地標建筑（圖1）。大廈1～74層為辦公區(qū)（約17.6m2）；75～100層為酒店（約4.6萬m2），酒店接待大廳設于94層，其上為獨具特色的鵝蛋形餐飲空間，形似飄于空中的飛艇。

深圳京基金融中心大廈由深圳京基集團開發(fā)，泰瑞·法瑞建筑設計有限公司提供設計方案和初步設計，境外機電顧問公司提供機電設計方案和初步設計，深圳華森建筑與工程設計顧問有限公司從方案設計階段介入跟蹤，并負責施工圖設計。

圖1 京基金融中心大廈示意圖

3 10kV供電方案

本項目變壓器總裝機容量為4.4萬kVA，其中A座金融中心變壓器裝機容量為2.43萬kVA。根據(jù)《中國南方電網(wǎng)城市配電技術導則》第9.3.5條規(guī)定：用戶變壓器容量在4萬kVA及以上時，應建設用戶專用變電站。由于此工程屬舊城改造項目，除去需返還的回遷面積外，地上已不可能留出建設110kV變電站的用地面積。在地下建設消防很難滿足要求，同時停車位又不能滿足規(guī)劃的要求，經(jīng)建設方與供電部門反復溝通，最終由建設方在附近重新征用一塊地作為110kV變電站的建設用地。

在初步設計階段，A座金融中心的辦公區(qū)及酒店的10kV配電系統(tǒng)是按各自獨立的兩個系統(tǒng)考慮設計，既分別在地下1層及73層設置10kV主配電所，且每個系統(tǒng)均引入兩路專線及一路熱備用，共計六條專線。這樣雖解決了辦公區(qū)和酒店的單獨計費問題，但同時在很大程度上增大了外線的投資，而且在京基110kV站投入運行前，供電部門很難提供六條專線。經(jīng)與業(yè)主及顧問團隊討論，在保證供電可靠性的前提下，采用三條10kV專線（兩路專線及一條熱備用）供電，僅在地下1層設置一處10kV總配電所。10kV配電采用單母線分段中間加聯(lián)絡，正常時由兩路專線分別負擔各段的100%負荷；當正常供電的專線故障時，熱備用投入運行。這樣在滿足正常用電且不降低供電可靠性的前提下，節(jié)省了兩條專線及一條熱備用，減少了外線投資。

4 10kV/0.4kV變電所的設置

4.1 設置原則

1）深入或接近負荷中心；

2）進出線方便；

3）設備吊裝、運輸方便；

4）有利于物業(yè)管理的需要。

4.2 負荷計算

超高層建筑負荷計算是一個較復雜的問題，需要考慮各種類型的用電負荷的運行工況、運行時間特點及建筑的使用功能等因素，并加以分析、研究和計算，從而確定最佳負荷計算方法和變壓器投入運行的容量和臺數(shù)，降低設備投資、運行費用和節(jié)約電能。

國內在建的超高層建筑，往往是由境外設計單位來完成方案及擴初設計，由國內設計單位完成施工圖設計，此項目也如此。在初步設計階段，A座金融中心設計的變壓器安裝容量為3.33萬kVA，變壓器裝置指標高達151VA/m2，相比國內已建成超高層建筑明顯偏大。國內供電部門收取電費的方法與境外不近相同，拿深圳舉例：供電部門除對用戶按實際用電度數(shù)收取電費外，還實行基本電費收費，即1kVA變壓器容量每月收取24元基本電費。經(jīng)我們與顧問方、甲方及境外設計單位反復溝通，最后在施工圖設計中將變壓器裝機容量降為2.43萬kVA，變壓器裝置指標降為102VA/m2。僅此一項，除去減少的設備投資及安裝費外，每年可節(jié)省基本電費259.2萬元。

4.3 變電所的位置

超高層建筑的最大特點就是“高”，空調通風及給排水設備往往集中設在機電層。為了解決變電所深入負荷中心、節(jié)省電纜以及供電半徑等問題，在A座金融中心項目中，采用主副變電所分別設置的原則。主變電所設在地下1層，制冷機房單獨設置副變電所，其它副變電所分別設在相關的機電層，具體設置見表1：

表1 變電所具體設置表

4.4 電能管理

本工程變配電監(jiān)控系統(tǒng)采用分層分布式結構，共分為三層：現(xiàn)場控制層、通訊管理層和主站層。提供變配電系統(tǒng)詳盡的數(shù)據(jù)采集、運行監(jiān)視、事故預警、電能質量的監(jiān)視和控制，實現(xiàn)搖信、遙控、遙測的功能。并為該系統(tǒng)提供RS485通信接口，采用標準Modbus規(guī)約。

測量主變低壓進線回路、電容器、母聯(lián)、發(fā)電機低壓進線回路和低壓饋線回路所有三相全電量，31次諧波分析，三相電壓/電流不平衡度，波形的瞬態(tài)捕捉。并進行波形采樣和12周波的波形捕捉、定時記錄、分時計費、越限跳閘，并監(jiān)測斷路器的工作及故障狀態(tài)。

通過以太網(wǎng)交換機可實現(xiàn)與建筑設備監(jiān)控系統(tǒng)(BAS)、火災自動報警系統(tǒng)(FAS)等其他自動化系統(tǒng)的網(wǎng)絡通信，達到信息資源共享。此外，系統(tǒng)還具備與變壓器智能溫度監(jiān)控單元、柴油發(fā)電機組和智能直流電源系統(tǒng)等其他自動化系統(tǒng)和智能設備的RS485通信接口，規(guī)約為Modbus。

5 應急柴油發(fā)電機的設置

在超高層建筑中，設置柴油發(fā)電機組有兩個目的，一是作為應急電源使用，主要為消防類負荷提供第三電源；另一目的是為用戶提供備用電源。兩者的使用目的不同，要求也不一樣。在本項目中，由于市政提供三路電源（兩用一備），所以柴油發(fā)電機的設置目的僅為消防類負荷提供第三電源（酒店除外）。

通常消防負荷可分為兩大類，一類是正常及火災時均需投入運行的設備，如消防電梯、消控中心、排風兼排煙風機和應急照明等；另一類則是僅在火災時方投入運行的消防設備，如純排煙風機、加壓風機、消防泵、噴淋泵和防火卷簾等。

應急發(fā)電機在何時才使用呢？一是停電，另一種情況是當發(fā)生火災等非常狀況時。停電與火災沒有必然關系，停電時前述消防泵、噴淋泵、防火卷簾、加壓風機和純排煙風機均不投入運行，可將此部分發(fā)電機供電的容量用于部分一級負荷。雖說停電與火災沒有必然關系，但也不能排除停電時發(fā)生火災的可能，如若發(fā)生此種狀況，可解列（斷開）由發(fā)電機供電的部分一級負荷（火災時， 這部分負荷也不應投入運行），使發(fā)電機向只有火災時才投入運行的消防設備供電。這種設計能盡可能地發(fā)揮發(fā)電機能力，大大降低設置的發(fā)電機容量。初步設計階段設計的應急發(fā)電機組為七臺：7×1 500kW=10 500kW（含預留兩臺），經(jīng)我們與顧問方、甲方及境外設計單位反復溝通，最后在施工圖設計中將柴油發(fā)電機臺數(shù)降為3臺：3×1 500kW=4 500kW。

6 結束語

超高層建筑的建設在全國愈演愈烈，為了取得較好的設計效果，相當多的業(yè)主是聘請境外設計公司承擔超高層建筑方案乃至初步設計的重任，由國內設計公司承擔施工圖設計。

鑒于境外與國內電氣設計在人文環(huán)境、供電系統(tǒng)設計及管理要求、電價收費制度以及相關的法規(guī)、規(guī)范等諸多方面存在差異，境外顧問公司對電氣初步設計階段提供的技術參數(shù)，如10kV電源進線的回路數(shù)、變壓器裝機容量和備用柴油發(fā)電機裝機容量等均是過大的。造成上述容量過大的原因較復雜，需要國內設計公司對此進行解析與判別，如果完全照單全收，恐怕會與國內低碳、節(jié)能、綠色環(huán)保政策以及相關規(guī)范大相徑庭。因此，探討、研究以及提供適合我國超高層建筑電氣設計合理技術參數(shù)及方案的重任就落在國內電氣設計人員肩上，任重道遠，還需大家一起努力！

[1]中華人民共和國公安部. GB50045-95高層民用建筑設計防火規(guī)范[S]. 北京：中國計劃出版社，2005.

[2]裘海晶. 超高層建筑供電淺述[J]. 智能建筑電氣技術,2011(4)： 23－27.